專利名稱：一種激光測量標(biāo)識的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及精密工程測量的精度控制領(lǐng)域，特別是用于移動激光雷達(dá)測量系統(tǒng)的一種特制的測量標(biāo)識。
背景技術(shù)：
目前在進(jìn)行激光雷達(dá)系統(tǒng)測量時使用的標(biāo)識多為平面方形板或圓形板，這種標(biāo)識 比較適合靜態(tài)的激光雷達(dá)測量系統(tǒng)，但是對于移動激光雷達(dá)測量系統(tǒng)，由于激光發(fā)射器隨 著移動平臺運(yùn)動，發(fā)射出的激光的角度是不斷變化的，因此除少數(shù)角度外，多數(shù)激光點(diǎn)都無 法到達(dá)平面目標(biāo)板。而且由于激光點(diǎn)的隨機(jī)分布特性，即使采用紋理編碼技術(shù)，也非常難以 確定標(biāo)識的中心位置，由此導(dǎo)致固定點(diǎn)的不確定性。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服平面板狀標(biāo)識的角度敏感性和固定點(diǎn)不確定性等問題，本發(fā)明的激光測 量標(biāo)識采取球體目標(biāo)物代替平面目標(biāo)物，使得從任何方向發(fā)射過來的激光都能到達(dá)標(biāo)識的 目標(biāo)球(3)表面，獲取足夠多的標(biāo)識目標(biāo)球(3)的球面點(diǎn)坐標(biāo)，從而可穩(wěn)定精確的確定目標(biāo) 球(3)的球心位置，為進(jìn)行移動激光雷達(dá)測量系統(tǒng)的高精度控制提供基礎(chǔ)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是移動激光雷達(dá)測量系統(tǒng)在運(yùn)動中 發(fā)出的激光從不同角度到達(dá)目標(biāo)球(3)表面后返回激光接收器，根據(jù)激光雷達(dá)測量系統(tǒng)的 GPS/IMU數(shù)據(jù)進(jìn)行解算，獲取多個球面點(diǎn)坐標(biāo)，理論上只需通過球表面的任意三個點(diǎn)的坐標(biāo) 就能計算出球形目標(biāo)物的中心點(diǎn)坐標(biāo)，多余的點(diǎn)可用于平差計算，排除粗差，得到更加精確 穩(wěn)定的目標(biāo)球(3)中心點(diǎn)坐標(biāo)，從而建立目標(biāo)球(3)的中心點(diǎn)與下端對中桿(4)指向的或 固定點(diǎn)標(biāo)識裝置(5)標(biāo)識的控制點(diǎn)(或埋石點(diǎn))之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，達(dá)到檢測移動激光雷達(dá) 系統(tǒng)精度的目的。插口(1)位于本發(fā)明頂部，其中可插入不同的棱鏡或者平板標(biāo)識。插入棱鏡時，可 作為全站儀的目標(biāo)棱鏡使用，插入平板標(biāo)識，可用于數(shù)碼相機(jī)的檢校，本發(fā)明的激光測量標(biāo) 識各個部件的尺寸均是已知的，因此插口(1)上的棱鏡或其他標(biāo)識的中心點(diǎn)與固定點(diǎn)標(biāo)識 裝置(5)標(biāo)識的控制點(diǎn)(或埋石點(diǎn))之間存在著準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)關(guān)系，使用本發(fā)明的激光測量 標(biāo)識對于測量儀器和傳感器的精度檢查非常簡單方便。本發(fā)明的激光測量標(biāo)識可作為全站 儀、數(shù)碼相機(jī)或其他測量系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)的目標(biāo)標(biāo)識使用。特別是在一個項目中需使用 兩種或兩種以上測量儀器或傳感器時，將大大提高精度控制和儀器校準(zhǔn)工作的效率。置平裝置(2)是位于本發(fā)明頂部的圓盤形物體，上面帶有兩組水準(zhǔn)氣泡。調(diào)節(jié)對 中桿(4)或三腳架(6)，保證本標(biāo)識能垂直的直立在控制點(diǎn)(或埋石點(diǎn))上，從而保證目標(biāo) 球(3)中心點(diǎn)和控制點(diǎn)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系準(zhǔn)確。目標(biāo)球(3)采用激光反射性良好的材質(zhì)，由于目標(biāo)球(3)本身呈自然物體特性，固 能更好的進(jìn)行自然物體的測量精度檢查。根據(jù)激光雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)射頻率、移動速度和應(yīng)用領(lǐng) 域的不同，可采用不同尺寸的球體。如果使用激光雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離測量時，為了保證到達(dá)目標(biāo)球(3)的激光點(diǎn)數(shù)量，應(yīng)使用較大的目標(biāo)球(3)。反之，如果距離較近，激光點(diǎn)密度較大時，則可使用較小的目標(biāo)球(3)。對于本發(fā)明的激光測量標(biāo)識的商業(yè)產(chǎn)品，目標(biāo)球(3)有 多種規(guī)格可供選擇。對中桿(4)的功能是對準(zhǔn)控制點(diǎn)(或埋石點(diǎn))，使得目標(biāo)球(3)和控制點(diǎn)(或埋石 點(diǎn))之間保持準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)關(guān)系，即目標(biāo)球的球心到大地控制點(diǎn)的距離為球的半徑加上對中 桿(4)的長度。對中桿(4)的長度可根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，對中桿(4)上有刻度標(biāo)志，方 便計算。本發(fā)明的使用方式有兩種。一種是對于須埋入固定點(diǎn)標(biāo)識裝置(5)標(biāo)識控制點(diǎn) (或埋石點(diǎn))的情況，無需使用三腳架(6)進(jìn)行支撐，直接將對中桿(4)插入固定點(diǎn)標(biāo)識裝 置(5)，放置本發(fā)明的激光測量標(biāo)識。對于地面上已有控制點(diǎn)(或埋石點(diǎn))的情況，使用三腳 架(6)支撐本發(fā)明的激光測量標(biāo)識，使對中桿⑷的尖端對準(zhǔn)已有的控制點(diǎn)(或埋石點(diǎn))， 通過置平裝置(2)使標(biāo)識裝置保持垂直。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于測繪儀器和傳感器的精度檢查，精確的標(biāo)識控制點(diǎn)(或埋石 點(diǎn))的位置，尤其是對于移動激光雷達(dá)測量系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)標(biāo)識在角度上的受限和難以 確定固定點(diǎn)的問題，結(jié)構(gòu)簡單，易于攜帶。


圖1是本發(fā)明的激光測量標(biāo)識在埋入固定點(diǎn)標(biāo)識裝置(5)時的工作情況示意圖。圖2是本發(fā)明的激光測量標(biāo)識使用三腳架(6)進(jìn)行支撐時的工作情況示意圖。圖3是固定點(diǎn)標(biāo)識裝置(5)的示意圖，固定點(diǎn)標(biāo)識裝置(5)埋入地下標(biāo)識控制點(diǎn) (埋石點(diǎn))，上面除了可插入本發(fā)明的激光測量標(biāo)識外，還可直接插入棱鏡或其他平板狀測 量標(biāo)識。圖4是插口(1)插入棱鏡時的工作情況示意圖。圖5是置平裝置(2)的俯視圖，使用兩組水準(zhǔn)氣泡，保證本發(fā)明的激光測量標(biāo)識能 垂直于大地水準(zhǔn)面。
具體實施例方式圖1是本發(fā)明的激光測量標(biāo)識的第一種實施方式。將固定點(diǎn)標(biāo)識裝置(5)埋入控 制點(diǎn)(或埋石點(diǎn))的位置，調(diào)節(jié)對中桿⑷的長度使其滿足用戶的要求，將對中桿⑷直接 插入固定點(diǎn)標(biāo)識裝置(5)中，調(diào)節(jié)置平裝置(2)使本發(fā)明的激光測量標(biāo)識與大地水準(zhǔn)面垂 直。如果需要，還可以在頂端的插口(1)插入棱鏡或其他標(biāo)識物。圖2是本發(fā)明的激光測量標(biāo)識的第二種實施方式。在地面上已有控制點(diǎn)(或埋石 點(diǎn))時，使用三腳架(6)支撐本發(fā)明的激光測量標(biāo)識，立于已有控制點(diǎn)(或埋石點(diǎn))上，調(diào) 節(jié)對中桿(4)的長度使其滿足用戶的要求，將對中桿(4)的頂端對準(zhǔn)控制點(diǎn)(或埋石點(diǎn))， 調(diào)節(jié)置平裝置(2)使本發(fā)明的激光測量標(biāo)識與大地水準(zhǔn)面垂直。如果需要，還可以在頂端 的插口(1)插入棱鏡或其他標(biāo)識物，如圖4所示。圖3是本發(fā)明的激光測量標(biāo)識的第三種實施方式。將固定點(diǎn)標(biāo)識裝置(5)埋入控 制點(diǎn)(或埋石點(diǎn))的位置，直接將棱鏡或其他標(biāo)識物插入固定點(diǎn)標(biāo)識裝置(5)。這種實施方 式是在無須目標(biāo)球作為標(biāo)識物的情況下使用。
權(quán)利要求
一種激光測量標(biāo)識，由插口(1)、置平裝置(2)、目標(biāo)球(3)、對中桿(4)和固定點(diǎn)標(biāo)識裝置(5)五個部分組成，配件包括一個支撐用的三腳架(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光測量標(biāo)識，其特征是標(biāo)識物使用目標(biāo)球(3)，解決移動 激光雷達(dá)系統(tǒng)的激光發(fā)射多角度和因隨機(jī)激光點(diǎn)導(dǎo)致固定點(diǎn)不確定性的問題。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光測量標(biāo)識，頂部的插口(1)可插入多種棱鏡或平面標(biāo)識， 作為其他測量儀器和傳感器標(biāo)識使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光測量標(biāo)識，在靠近插口(1)位置設(shè)有置平裝置(2)，保證 本激光測量標(biāo)識能完全垂直于大地水準(zhǔn)面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光測量標(biāo)識，底部的對中桿(4)是可伸縮的，根據(jù)實際情況 可調(diào)節(jié)其長度，對中桿(4)上標(biāo)有尺寸刻度，方便讀取其長度參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光測量標(biāo)識，固定點(diǎn)標(biāo)識裝置(5)的作用是埋入地下標(biāo)識 控制點(diǎn)(或埋石點(diǎn))，由于固定點(diǎn)標(biāo)識裝置(5)須長期埋放在野外，可為其添加以頂蓋作為 保護(hù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及精密工程測量的精度控制領(lǐng)域，特別是用于移動激光雷達(dá)測量系統(tǒng)的一種特制的測量標(biāo)識。本發(fā)明主要是由插口(1)、置平裝置(2)、目標(biāo)球(3)、對中桿(4)和固定點(diǎn)標(biāo)識裝置(5)五個部分組成，配件包括一個支撐用的三腳架(6)。主要功能是為移動激光雷達(dá)測量系統(tǒng)的精度控制提供測量標(biāo)識，同時也可支撐常規(guī)測量標(biāo)識，如棱鏡、標(biāo)識平板等。本發(fā)明的激光測量標(biāo)識使用球形的目標(biāo)物作為標(biāo)識物，解決了傳統(tǒng)平面板狀標(biāo)識受限于觀測角度和因激光點(diǎn)隨機(jī)性而導(dǎo)致的固定點(diǎn)不確定性的問題，特別適用于移動激光雷達(dá)測量高精度控制應(yīng)用。本發(fā)明的激光測量標(biāo)識設(shè)計巧妙、結(jié)構(gòu)簡單、方便實用、便于攜帶。
文檔編號G01S7/497GK101819271SQ20101014553
公開日2010年9月1日 申請日期2010年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月13日
發(fā)明者唐糧 申請人:唐糧